NO148687B

NO148687B - EXHAUST STEERING RANGE FOR INDUSTRIAL OVEN.

Info

Publication number: NO148687B
Application number: NO782496A
Authority: NO
Inventors: Herbert Kuhlmann
Original assignee: Sidepal Sa
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1983-08-15
Also published as: FR2399636B1; DE2734922A1; ES470280A1; PL208650A1; DK316578A; NO148687C; FR2399636A1; GB2002105B; SE7806507L; US4244421A; BE869425A; BR7804985A; IT7824864A0; DE2734922C2; LU79940A1; GB2002105A; AR216677A1; RO85238A; JPS5440356A; SU942609A3

Description

Oppfinnelsen angår et. avgassrørbend for industriovner og The invention relates to a exhaust gas pipe bends for industrial furnaces and

med vegg av rør som forløper parallelt med strømningskanalen og er sammensveiset innbyrdes i lengderetning, og som kan gjennom-strømmes av et kjølemedium og er dimensjonert for forskjellig kjøleeffekt avhengig av respektiv varmemengde. with a wall of pipes that run parallel to the flow channel and are welded together in the longitudinal direction, and which can be flowed through by a cooling medium and are dimensioned for different cooling effects depending on the respective amount of heat.

Ved et kjent avgassrørbend (US-PS 4 000 886) av denne art In a known exhaust gas pipe bend (US-PS 4 000 886) of this kind

kan de enkelte rørs kjøleeffekt endres ved innstilling av kjøle-væskens strømning ved hjelp av reguleringsinnretninger. Slike reguleringsinnretninger må dimensjoneres for meget krevende driftsbetingelser, men på grunn av den konstruktive oppbygning lar det seg allikevel ikke forhindre at der ved det kjente avgassrørbend inntrer lokale overledninger med derav følgende forskjeller i varmeutvidelse samt spenninger mellom de innbyrdes sammensveisede rør. the cooling effect of the individual pipes can be changed by adjusting the flow of the coolant using control devices. Such control devices must be dimensioned for very demanding operating conditions, but due to the constructive structure it is still not possible to prevent local over-conductions from occurring at the known exhaust gas pipe bend with consequent differences in thermal expansion as well as stresses between the mutually welded pipes.

Til grunn for den foreliggende oppfinnelse ligger derfor The present invention is therefore based on

den oppgave å forbedre et avgassrørbend av den innledningsvis. angitte art slik at man unngår lokale overhetninger og derav følgende forskjeller i varmeutvidelser samt spenninger mellom de innbyrdes sammensveisede rør. the task of improving an exhaust pipe bend of the initially. specified type so as to avoid local overheating and consequent differences in thermal expansion as well as stresses between the mutually welded pipes.

Denne oppgave blir løst ved at rørene er sammenfattet til seksjoner og seksjonsvis forbundet til kjølekveiler som danner separate kjølekretsløp med like stort strømningskanaltverrsnitt fra innløp til utløp, og at antall rør sammenfattet til en kjølekveil er forskjellig,alt etter den respektive termiske påkjenning. This task is solved by the pipes being combined into sections and connected section by section to cooling coils that form separate cooling circuits with the same flow channel cross-section from inlet to outlet, and that the number of pipes combined into a cooling coil is different, depending on the respective thermal stress.

Takket være at de til kjølekveiler sammenfattede rør ved avgassrørbend ifølge oppfinnelsen overalt har like store strømningstverrsnitt, får de enkelte kjølekretsløp forskjellig strømningsmotstand avhengig av forskjellen i antall rør. Det blir derfor mulig rett og slett ved valget av antall rørkveiler å innstille driftsforholdene meget fint, og det uten vanskelighet slik at lokale overledninger og forstyrrende varmeutvidelser og spenninger med fare for sprekkdannelse blir unngått. Dette lar seg ikke oppnå med parallellkoblede kjølerør. Thanks to the fact that the pipes combined into cooling coils at exhaust gas pipe bends according to the invention everywhere have the same flow cross-section, the individual cooling circuits have different flow resistance depending on the difference in the number of pipes. It therefore becomes possible, simply by choosing the number of pipe coils, to set the operating conditions very finely, and without difficulty so that local over-conductions and disturbing heat expansions and stresses with the risk of cracking are avoided. This cannot be achieved with parallel-connected cooling pipes.

Ved en foretrukken utførelsesform blir seksjonene anordnet mellom flenser som er bøyet til spiralform fra en eller flere kjølekveiler. Riktignok er det i en annen forbindelse In a preferred embodiment, the sections are arranged between flanges which are bent into a spiral shape from one or more cooling coils. Admittedly, it is in a different connection

(DE-OS 1 783 064) kjent å innføre kjølekveiler i en flens-konstruksjon, noe som imidlertid ikke har noe å gjøre med den foreliggende oppfinnelse. (DE-OS 1 783 064) known to introduce cooling coils in a flange construction, which, however, has nothing to do with the present invention.

Oppfinnelsen vil nu bli belyst nærmere ved et utførelses-eksempel under henvisning til tegningen. The invention will now be explained in more detail by means of an embodiment with reference to the drawing.

Fig. 1 er et skjematisk perspektivriss av et rørbend. Fig. 1 is a schematic perspective view of a pipe bend.

Fig. 2 og 3 viser et avgassrørbend ifølge oppfinnelsen i hver sin projeksjon. Fig. 4 og 5 viser henholdsvis oppriss og tverrsnitt av et par kjølerør ved sammenføyningen for dannelse av en kjølekveil. Fig. 2 and 3 show an exhaust gas pipe bend according to the invention in their respective projections. Fig. 4 and 5 respectively show an elevation and a cross-section of a pair of cooling pipes at the joint to form a cooling coil.

Den skjematiske fig. 1 viser et rørbend 1 med en avbøyning av avgasstrømmen (pil 8) på 90°. Den høyeste termiske belast-ning på mantelen 2 opptrer omtrent i området for sektoren a. Mantelen 2 består av enkelte rørstykker 3,3^ som ved en av-bøyningskappe 4 er forbundet med hverandre til en kjølekveil 5 og danner et sluttet kjølekretsløp. Innløp 6 og utløp 7 for et kjølemiddel skjer ved en ende av de varmeste soner i mantelen 2 og sørger for rask bortledning av varmen fra det tilsvarende seksjonsområde. Den profilerte rørvegg 2 hos de på langs sammensveisede rør er særlig gunstig for rørbendet 1 ifølge oppfinnelsen, da den økede overflate på i og for seg kjent måte raskt opptar varmen og dessuten leder avgasstrømmen 8 turbulensfritt gjennom krumningen. Derved blir farlige varmestuvninger i veggen 2 og overledning av varmen til de mindre termisk be-lastede veggepartier, f.eks. i sektor B, unngått. The schematic fig. 1 shows a pipe bend 1 with a deflection of the exhaust gas flow (arrow 8) of 90°. The highest thermal load on the mantle 2 occurs approximately in the area of sector a. The mantle 2 consists of individual pipe pieces 3, 3^ which are connected to each other by a deflection cap 4 to form a cooling coil 5 and form a closed cooling circuit. Inlet 6 and outlet 7 for a coolant occur at one end of the hottest zones in the mantle 2 and ensure rapid removal of the heat from the corresponding section area. The profiled pipe wall 2 of the longitudinally welded pipes is particularly beneficial for the pipe bend 1 according to the invention, as the increased surface quickly absorbs the heat in a known manner and also conducts the exhaust gas flow 8 turbulence-free through the curvature. Thereby dangerous heat build-ups in the wall 2 and transfer of the heat to the less thermally loaded wall sections, e.g. in sector B, avoided.

På fig. 2 og 3 ses et utførelseseksempel på rørbendet 1 ifølge oppfinnelsen. Innløpene 6 og utløpene 7 for de enkelte kjølekretsløp er anordnet ved den øvre ende av rørbendet. Det tvungne kjølekretsløp føres i dette utførelseseksempel via en fordeler 9 som enkeltkretsløpene med strømningstverrsnitt og strømningsmotstander tilpasset de termiske betingelser for de enkelte sektorer, er tilsluttet. Avløpene 7 fra kjølekrets-løpene er ført sammen i en samleledning 10. In fig. 2 and 3 shows an embodiment of the pipe joint 1 according to the invention. The inlets 6 and outlets 7 for the individual cooling circuits are arranged at the upper end of the pipe bend. In this design example, the forced cooling circuit is led via a distributor 9 to which the individual circuits with flow cross-sections and flow resistances adapted to the thermal conditions for the individual sectors are connected. The drains 7 from the cooling circuit runs are brought together in a collecting line 10.

Avgassbendet 1 ifølge oppfinnelsen er dessuten forsynt med en i og for seg kjent vannkjølet flens 11. Flensen 11 er ifølge oppfinnelsen likeledes som i og for seg kjent dannet av rør. Rørene 12 er her sammensveiset i spiralform og tilsluttet et eller flere separate kjølekretsløp. Herved blir varmespen-ninger unngått også i tilslutningsflensen 11, og der sikres et plant tilslutningsfelt 13, samtidig som en overledning av varme fra flensen til rørbendveggen 2 forhindres. The exhaust manifold 1 according to the invention is also provided with a known per se water-cooled flange 11. According to the invention, the flange 11 is likewise formed from pipes as is known per se. The pipes 12 are here welded together in spiral form and connected to one or more separate cooling circuits. Hereby, thermal stresses are also avoided in the connection flange 11, and a flat connection field 13 is ensured there, while a transfer of heat from the flange to the pipe bend wall 2 is prevented.

Endene av kjøleledningsrørene 3 er i den viste utfø- The ends of the cooling line pipes 3 are in the shown

relse forsynt med avbøyningskapper 4 som ikke rager utenfor om-kretsen av den ytre rørvegg ved inngangen 14 til bendet. rail provided with deflection caps 4 which do not project beyond the circumference of the outer pipe wall at the entrance 14 to the bend.

Dette er gunstig i betraktning av lokale konstruktive krav som påtreffes ved industriovner. Den strømningsteknisk gunstige av-bøyning 17 av kjølemediet i kjølekveilene 5 er vist på fig. 4 This is favorable in view of local constructive requirements encountered in industrial furnaces. The flow-technically favorable deflection 17 of the cooling medium in the cooling coils 5 is shown in fig. 4

og 5. Spesielt ses på fig. 5 deformasjonen av rørendene 3 hvor de berørende veggpartier 15 er sammensveiset i hovedsakelig paralleltliggende stilling. De således sammensveisede rørender 3 blir så lukket med en avbøyningshette 4 for å danne en kjøle-kveil 5 med konstant strømningstverrsnitt 16 og meget gode strømningsegenskaper. and 5. In particular see fig. 5 the deformation of the pipe ends 3 where the touching wall parts 15 are welded together in a mainly parallel position. The tube ends 3 thus welded together are then closed with a deflection cap 4 to form a cooling coil 5 with a constant flow cross-section 16 and very good flow properties.

Claims

1. Exhaust gas pipe bends for industrial furnaces and with a wall of pipes that run parallel to the flow channel and are welded together longitudinally, and which can be flowed through by a cooling medium and are sized for different cooling effects depending on the respective amount of heat, characterized in that the pipes (3, 3^) are combined into sections and section-wise connected to cooling coils (5) which form separate cooling circuits with equal flow channel cross-sections from inlet (6) to outlet (7), and that the number of pipes (3, 3^ combined into a cooling coil (5) is different all according to the respective thermal stress.

2. Exhaust gas pipe bend as specified in claim 1, characterized in that the sections are arranged between flanges (11) which are bent into a spiral shape from one or more cooling coils (5).